[發(fā)明專利]一種電鍍金剛石砂輪的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110225265.1
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112894639A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛聰;黃鈺彬;彭翠芳;張明軍;李長河;胡永樂;郭吉恩;李想
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;C25D3/12;C25D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電鍍金剛石砂輪的制備方法，該砂輪包含輪轂(1)、Ni層(2)和金剛石磨粒(3)；其特征在于，制備步驟如下：

步驟一：對輪轂(1)進(jìn)行拋光、酸洗除銹，在非工作面上涂覆絕緣漆；

步驟二：在NiSO₄溶液中，加入H₂BO₃和NiCl₂·6H₂O分別作為緩沖劑和陽極活化劑形成鍍液，以輪轂(1)作為陰極，以純鎳板(5)作為陽極，在輪轂(1)工作面上預(yù)鍍一層2～3μm的Ni層(2)；

步驟三：在鍍液中，加入十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)表面活性劑和小顆粒金剛石磨粒(3)，啟動攪拌棒(4)間歇攪拌鍍液，使得金剛石磨粒(3)懸浮在鍍液中；

步驟四：鍍液中，Ni²⁺、H⁺、CTA⁺和金剛石磨粒(3)均會發(fā)生布朗運(yùn)動并相互碰撞，金剛石磨粒(3)表面固有的雜質(zhì)官能團(tuán)使得其能夠吸附帶正電荷的Ni²⁺、H⁺和CTA⁺，使得鍍液中金剛石磨粒(3)具有絕對值較大的正zeta電位；所述金剛石磨粒(3)表面吸附正電荷的過程為：

其中S表示金剛石磨粒(3)表面，-OH表示金剛石磨粒(3)表面上固有的雜質(zhì)官能團(tuán)，CTA⁺表示十六烷基三甲基銨離子；由于小顆粒金剛石磨粒(3)的比表面積大，使得上述吸附現(xiàn)象更加明顯；

步驟五：由于攪拌作用以及電泳效應(yīng)，表面吸附正電荷的金剛石磨粒(3)貼附在陰極表面；部分金剛石磨粒(3)在靜電作用下停留在陰極表面，并與陰極形成強(qiáng)吸附；另一部分金剛石磨粒(3)由于受到攪拌作用產(chǎn)生的沖刷力大于其與陰極之間的靜電力，仍然懸浮在鍍液中；

步驟六：陰極附近溶液中的Ni²⁺以及金剛石磨粒(3)表面吸附的Ni²⁺迅速被還原成金屬Ni，此時金剛石磨粒(3)逐漸被Ni層(2)嵌埋，最終在輪轂(1)的工作面上形成以鎳為結(jié)合劑、金剛石為磨料的磨料層；所述的還原過程為：

Ni²⁺+2e^-→Ni

S-OHNi²⁺+2e^-→S-OHNi

表面活性劑在金剛石磨粒(3)表面的大量吸附，使得金剛石磨粒(3)與陰極的靜電作用增強(qiáng)，吸附在輪轂(1)工作面上的金剛石磨粒(3)數(shù)量大大增加，即金剛石磨粒(3)在Ni層(2)中的含量得到提高；同時，表面活性劑使得金剛石磨粒(3)具有絕對值較大的正zeta電位，磨粒之間靜電斥力大、分散性好，有效避免了鍍液及Ni層(2)中出現(xiàn)磨粒團(tuán)聚的現(xiàn)象，使得磨料層中的金剛石磨粒(3)含量多且分布均勻，從而能夠在輪轂(1)的工作面上高質(zhì)量沉積鎳和金剛石的磨料層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍金剛石砂輪的制備方法，其特征在于：所述的小顆粒金剛石磨粒(3)是指金剛石磨粒(3)的粒徑為20～50μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鍍金剛石砂輪的制備方法，其特征在于：所述的鍍液成分為：250～300g/L的NiSO₄·6H₂O，30～50g/L的H₂BO₃，15～30g/L的NiCl₂·6H₂O，150～180g/L的金剛石磨粒(3)，0.1～0.4g/L的CTAB；其它電鍍工藝參數(shù)為：pH值2.4±0.2，溫度50±5℃，電流密度3～5A/dm²，攪拌棒(4)轉(zhuǎn)速為400～500r/min，每攪拌20～30s停歇10～15s。